4.2.2 ポンプのデータシート(運転条件-3 揚程について)
揚程Hは全揚程あるいは総揚程とも呼ばれ、次式で表現されている。
H = (pd/G+hd+vd^2/2g) -(ps/G+hs+vs^2/2g)+hw
ここでpは圧力、hは液面高さ、vは流速で、dはdelivery、sはsuction、wは損失、そしてGは密度と重力加速度の積を表しています。もし、吸込側と吐出側の配管径が同じ場合にはvs=vdより、揚程Hは吐出側と吸込側における(圧力+液面)の差に損失ヘッドを合計したものとなります。
この全揚程を構成するそれぞれのパラメータについて説明し、前回の宿題になっていました余裕についての考え方を紹介します。
ps 吸込圧力
ポンプ吸込側の基準圧力。ポンプに直結している容器の圧力を指す。ポンプ吸込側にストレーナーが設置される場合には、圧損を20~50kPaとする。
hs 吸込側液面高さ
ポンプ吸込側の容器内の液面高さ。設計に使用する容器内液面高さは、最低レベルを液面高さに設定する。もし、最低レベルでない高さを液面高さに選定すると、NPSHを過大に評価することで実際の運転時にキャビテーションなどのトラブルを招く恐れがある。
vs 吸込側流速
吸込側流速は1.0~1.5m/sがほとんど。NPSHの計算にはこの速度ヘッドを忘れないように・・・。
pd 吐出側圧力
液移送の目的対象となる機器圧力で、機器の最高運転圧力を吐出側最高圧力とするケースが多い。例えばボイラでは、その安全弁吹き出し圧力を最高運転圧力に選ぶ場合もある。この理由は安全弁が吹き出す非常事態でも液を供給してボイラの空焚きを防止する意味がある。
hd 吐出側液面高さ
吐出側容器の上から液を注入する場合には、液面高さは考慮しなくて良い。吐出側容器の液面下に液を注入する場合には、液面高さがそのまま吐出側圧力に加算されるので注意。
vd 吐出側流速
吸込側よりは若干流速が早い。例えば、1.2~1.8m/sec。配管が太く圧損がつかない場合には2m/sec以上も可能。ただし、エロージョン速度以下にしなければならない。
hw 圧損
圧損には配管やfittingなどの圧損以外に、流量計(オリフィスやフローノズル)、制御弁、ストレーナーなどがある。流量計や制御弁のサイジングを行い、配管径と比較しながら圧力バランスを計算していく。配管径より制御弁サイズが大きくなるのは、制御弁の許容圧損が少ないのことが多い。
- 第1章 物質収支の計算
- 1.1 設計基本
- 1.2 物質収支計算ツールの準備
- 1.3 原子バランスの組み込み
- 1.4 気液分離
- 1.5 ストリームの合流(Addstream)
- 1.6 平衡定数の計算
- 1.7 平衡定数近似式の確定
- 1.8 平衡定数Kと圧平衡定数Kp
- 1.9 水蒸気改質炉出口組成計算
- 1.10 凝縮水分離とPSA水素精製
- 1.11 改質条件とCO転化条件と水素回収率への影響
- 第2章 熱収支の計算
- 2.1 熱収支計算の基礎
- 2.2 熱収支計算表の作成
- 2.3 ガス系の加熱と冷却
- 2.4 水蒸気改質炉の物質熱収支
- 2.5 予熱空気と水蒸気改質炉
- 2.6 燃焼系熱回収とスチーム発生
- 2.7 改質炉対流部プロセス設計
- 第3章 容器の設計
- 3.1 容器の種類
- 3.2 貯蔵タンク
- 3.3 分離器
- 第4章 回転機の設計
- 4.1 回転機の基礎
- 4.2 ポンプの設計
- 4.2.1 ポンプの種類と選定
- 4.2.2 ポンプのデータシート
- 4.2.2 ポンプのデータシート(流量について)
- 4.2.2 ポンプのデータシート(揚程について)
- 4.3 遠心ポンプの設計
- 4.3.1 遠心ポンプ効率の推定
- 4.3.2 遠心ポンプのNPSH
- 4.3.3 遠心ポンプのプロセス計算
- 第5章 水蒸気改質炉設計
- 5.1 改質管の設計
- 5.1.1 改質管とは
- 5.1.2 改質管の材料
- 5.1.3 Larson-Miller Parameter(LMP)
- 5.1.4 改質管の肉厚計算
- 5.2 水蒸気改質炉対流部の設計
- 5.2.1 伝熱計算
- 5.2.2 スタートアップ時の挙動
- 5.3 運転停止と水蒸気改質炉の設計
- 5.3.1 運転停止の種類
- 5.3.2 緊急停止における水蒸気改質炉
- 5.3.3 対流部熱交換器のクリープ破断
- 5.4 安全停止と改質炉設計
- 第6章 熱交換器の設計
- 6.1 熱交換器とプロセス設計
- 6.1.1 熱交換器性能とその影響
- 6.1.2 熱交換器のプロセスデータ
- 6.2 熱交換器と物性
- 6.2.1 凝縮と物性
- 6.2.2 凝縮曲線の作り方
- 6.2.3 凝縮曲線と熱交換器設計
- 6.2.4 エンタルピーの計算
- 6.2.5 凝縮熱伝達と有機溶剤
- 6.2.6 凝縮熱伝達と不凝縮ガスの影響
- 6.2.7 熱伝達と粘度の影響
- 6.2.8 熱伝達と材料の影響
- 6.3 熱交換器の選定
- 6.3.1 熱交換器の分類と種類
- 6.3.2 シェルとチューブ
- 6.3.3 熱交換器の用途とTEMA型式
- 第7章 計装制御
- 4.1 FLPT
- 4.2 圧力制御
- 4.2.1 化学プラントにおける圧力制御
- 4.2.2 圧縮機吸込側の圧力制御システム
- 4.2.3 圧縮機吸込側の圧力調節弁の容量
- 4.2.4 圧力上昇の要因
- 4.2.5 Closed outlet